Phát triển tư duy của học sinh thông qua các bài tập hóa học trong chương nhóm nitơ lớp 11 nâng cao trường THPT

PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC SINH THÔNG QUA CÁC BÀI TẬP HOÁ HỌC TRONG CHƯƠNG NHÓM NITƠ LỚP 11 NÂNG CAO TRƯỜNG THPT KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Phương pháp dạy học Ngườ

PHÁT TRIỂN TƯ DUY CỦA HỌC

SINH THÔNG QUA CÁC BÀI TẬP

HOÁ HỌC TRONG CHƯƠNG NHÓM

NITƠ LỚP 11 NÂNG CAO TRƯỜNG

THPT

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Phương pháp dạy học

Người hướng dẫn khoa học

PGS TS NGUYỄN THỊ SỬU

HÀ NỘI - 2011

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1  

1. Lý do chọn đề tài 1 

2. Mục đích, nhiệm vụ của đề tài 1 

3. Khách thể nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu 2 

4. Giả thiết khoa học  2 

5. Phương pháp nghiên cứu 2 

NỘI DUNG 3 

CHƯƠNG1: TỔNG QUAN CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 3 

1.1. Sự phát triển tư duy cho HS trong dạy học hóa học 3 

  1.1.1. Khái niệm, đặc điểm và những phẩm chất của tư duy 3 

  1.1.2. Các phương pháp tư duy  4 

  1.1.3. Rèn luyện các thao tác tư duy trong dạy học hoá học ở trường  phổ thông  5 

  1.1.4. Tư duy hoá học-Sự phát triển tư duy trong dạy học hoá học 8 

1.2. Bài tập hóa học - một phương pháp phát triển tư duy HS 9 

        1.2.1. Ý nghĩa, tác dụng, phân loại BTHH 9 

  1.2.2.  Phương hướng  phát triển bài tập theo hướng dạy  học tích  cực  hiện nay  13 

  1.2.3.  Các  dạng  bài  tập  hóa  học  trong  dạy  học  theo  hướng  tích  cực  nhằm phát triển tư duy cho HS  

CHƯƠNG  2:  LỰA  CHỌN  VÀ  XÂY  DỰNG  HỆ  THỐNG  BÀI  TẬP  CHƯƠNG NHÓM NITƠ  LỚP 11-NC TRƯỜNG THPT 36 

2.1. Phân tích nội dung cấu trúc chương nhóm Nitơ 36 

  2.1.1. Mục tiêu của chương 36 

  2.1.2. Nội dung các bài học trong chương 36 

2.2. Hệ thống BTHH chương nhóm Nitơ lớp 11-NC trường THPT 38 

  2.2.1. Nguyên tắc sắp xếp hệ thống BTHH trong chương 38 

  2.2.2. Hệ thống BTHH chương nhóm Nitơ lớp 11-NC 38 

2.3.  Sử  dụng  BTHH  để  phát  triển  tư  duy  HS  trong  dạy  học  chương  nhóm Nitơ  57 

  2.3.1. Vận dụng trong dạy bài truyền thụ kiến thức mới 58 

  2.3.2. Vận dụng vào dạng bài củng cố, đào sâu hoàn thiện kiến thức lí  thuyết và rèn luyện kĩ năng, kĩ sảo 71 

  2.3.3. Kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng, kĩ sảo 74 

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 77 

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 77 

3.2. Nội dung thực nghiệm 77 

3.3 Tổ chức thực nghiệm 77 

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 78 

3.5 Đánh giá kết quả thực nghiệm 80 

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 

PH Ụ L ỤC 83 

DANH MỤC BẢNG BIỀU, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ

LỜI CAM ĐOAN

Chính vì lí do trên, em đã chọn đề tài “Phát triển tư duy của HS thông qua các

bài tập hóa học trong chương nhóm Nitơ hóa học lớp 11- NC trường THPT”

2 Mục đích của đề tài

2.1 Mục đích 

Nghiên cứu các biện pháp phát triển tư duy của HS thông qua việc sử dụng 

BTHH trong dạy học chương nhóm Nitơ lớp 11 - NC trường THPT. 

    5 Phương pháp nghiên cứu 

5.1 Phân tích nghiên cứu lý luận

NỘI DUNG 

CHƯƠNG1: TỔNG QUAN CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Sự phát triển tư duy cho HS trong dạy học hóa học

1.1.1 Khái niệm, đặc điểm và những phẩm chất của tư duy

1.1.1.1 Khái niệm tư duy

1.1.2 Các phương pháp tư duy

Có  3  phương  pháp  hình  thành  những  phán  đoán  mới  đó  là  suy  lý  quy  nạp, 

Ví  dụ:  Nguyên nhân  thu  được  các  sản  phẩm khác  nhau  trong  phản  ứng  oxi 

Theo  định  nghĩa  trên  tổng  hợp  không  phải  là  một  phép  cộng  hợp  đơn  giản 

của  hai  hay  nhiều  sự  vật,  không  phải  là  sự  liên  kết  máy  móc  các  bộ  phận  thành 

thực. Trong hoạt động tư duy của HS thì so sánh giữ vai trò cực kì quan trọng. 

Việc nhận thức bản chất của sự vật, hiện tượng không thể có nếu không tìm 

ra được sự giống và khác biệt sâu sắc của các sự vật và hiện tượng. 

Có  thể  so  sánh  những  dấu  hiệu  bên  ngoài  quan  sát  trực  tiếp  được,  nhưng 

cũng  có  thể  tiến  hành  so  sánh  những  dấu  hiệu  quan  hệ  bên  trong  không  thể  nhận 

1.1.4 Tư duy hoá học – Sự phát triển tư duy trong dạy học hoá học

1.1.4.1 Tư duy hoá học

1.2 Bài tập hóa học - một phương pháp phát triển tư duy HS

1.2.1 Ý nghĩa, tác dụng, phân loại BTHH

-  Ôn  tập,  hệ  thống  hóa  kiến  thức  một  cách  tích  cực nhất. Khi ôn  tập  HS sẽ 

- BTHH là phương tiện tốt để rèn luyện kĩ năng, năng lực phát hiện về vấn

đề và giải quyết vấn đề qua đó rèn tư duy logic, phát triển trí tuệ cho HS

- Giải BTHH giúp kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS

BT  là  phương  tiện  rất  tốt  để kiểm  tra  mức  độ  nắm vững  kiến  thức  của  HS. 

Tùy theo cách đặt câu hỏi, GV có thể đánh giá chất lượng của HS được chính xác. 

Từ đó GV biết được lỗ hổng kiến thức của HS và có cách khắc phục kịp thời. 

Như  vậy  việc  giải  BT  mang  đến  cho  HS  niềm  phấn  khởi  sáng  tạo  đối  với 

những  thành  công,  tăng  thêm  sự  yêu  thích  môn  học  và  gây  hứng  thú đối  với  môn 

hóa học. 

1.2.1.3 Phân loại BTHH

*Cơ sở phân loại

Theo giai đoạn dạy học: Quá trình  dạy học gồm 3 giai đoạn là dạy  học bài 

vào  nội dung  lí  thuyết  của  bài để  trả  lời.  Do  đó  HS  phải  hiểu  rõ  bản  chất  của các 

khái  niệm,  định  luật,  nguyên  lý  và  nhận  biết  được  những  hiện  tượng  của  chúng 

1.2.3 Các dạng bài tập hóa học trong dạy học theo hướng tích cực

nhằm phát triển tư duy cho HS. 

Trong những năm gần đây phương thức  kiểm tra, đánh giá, chất lượng HS, 

cách ra đề thi đã có nhiều thay đổi theo hướng đưa những BT đa dạng về kiến thức 

1.2.3.1 Dạng bài tập rèn luyện cho HS năng lực phát hiện vấn đề và

sử dụng phối hợp các phương pháp giải bài tập để giải quyết vấn đề

Ví dụ: Nghiên cứu các quá trình khử, oxi hoá xảy ra trong bài toán kim

loại A với HNO 3 cho các sản phẩm khử (là các chất khí hoặc muối amoni ) Từ

đó tìm ra những phương pháp giải nhanh bài toán

Kim loại A tác dụng với HNO3 sinh ra khí NxOy 

A  +  HNO3   A(NO3)n  +  NxOy  + H2O 

- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tính khối lượng muối nitrat và số

Ví dụ: Một phôi bào Fe có khối lượng m (g) để lâu trong không khí bị

oxi hoá thành hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 có khối lượng 12g Cho A

tan trong HNO 3 sinh ra 2,24l NO duy nhất (đktc) Xác định m?

 Cách giải theo phương pháp đại số

Dựa  vào  các  dữ  kiện  của  bài  ta  chỉ  lập  2  phương  trình  mà  có  4  ẩn  theo 

KHÁI QUÁT NHÓM PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN

*Phương pháp bảo toàn khối lượng 

và nhận e. 

B3: Áp dụng định luật bảo toàn e :  n (e nhường )  =  n(e nhận) 

Đối với hệ trung hòa:   n.điện tích dương =    n. điện tích âm  

8

m

 

nO (O2) + nO (HNO3 ) = nO (Fe(NO3)3) + nO (NO) + nO (H2O) 

Hay mO (O2) + mO (HNO3 ) = mO (Fe(NO3)3) + mO (NO) + mO (H2O) 

(12-m) + 3.(0,1+ 3m/56) = 9m/56 + 0,1 + 1/2.(0,1+ 3m/56)         m=10,08 

SỬ DỤNG NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP QUI ĐỔI TRONG VIỆC

PHÂN TÍCH GIẢI BÀI TẬP

Ví dụ:  Với  hỗn  hợp  các  chất  gồm  Fe,  FeO,  Fe3O4,  Fe2O3 ta  có  thể  chuyển 

thành  các  tổ  hợp  sau  (Fe  và  FeO),  (Fe  và  Fe3O4),  (Fe  và  Fe2O3),  (FeO  và  Fe3O4), 

(Fe2O4 và Fe3O4) hoặcFe Ox y  … 

*Phương pháp quy đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng 

Ví dụ: (Fe, FeS, FeS2, FeO, Fe3O4, Fe2O3  ) quy đổi   (Fe, S, O) 

1.2.3.2 Dạng bài tập rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào giải

quyết các vấn đề liên quan đến thực tiễn và bảo vệ môi trường 

Khi dạy học chương nhóm nitơ GV có thể sử dụng một số câu hỏi, bài tập về

các hiện tượng trong thực tiễn và các vấn đề bảo vệ môi trường sau

Câu1: Cao dao Việt Nam có câu:

“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ

Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”

Câu này mang hàm ý của khoa học hoá học như thế nào?

Trả lời:    Do trong không khí có ~ 80% khí N2 và ~ 20% khí O2, khi có chớp 

(tia lửa điện) sẽ tạo điều kiện cho N2 hoạt động:  

Phương trình hóa học:      N2 + O2   3000 C0

2NO Sau đó:       2NO +O2  2NO2 

Khí NO2 sẽ tan vào trong nước mưa: 4NO2 +O2 + 2H2O  4HNO3 

Áp dụng: Vấn đề này phải được đề cập trong bài giảng về Photpho (lớp 11) để giải 

thích hiện tượng trong đời sống “Ma trơi”. Tránh tình trạng mê tín dị đoan, làm cho 

cuộc sống lành mạnh. 

Câu3: Vì sao khi đánh cảm bằng dây bạc thì dây bạc bị hóa đen? Và khi

ngâm vào nước tiểu thì dây bạc lại trắng sáng trở lại?

Trả lời: Người  bị  cảm  trong  cơ  thể  thường  sinh  ra  những  hợp  chất  dạng 

sunfua (S2-) vô cơ hay hữu cơ đều có tính độc. Khi đánh cảm bằng bạc, do S có ái 

lực mạnh với Ag nên xảy ra phản ứng tạo bạc sunfua (Ag2S) kết tủa màu đen. Do đó 

loại được chất độc ra khỏi cơ thể và làm cho dây bạc chuyển thành màu đen

Ag+       +      S2-    Ag2S Trong nước tiểu có NH3 mà NH3 có khả năng tạo phức tan với ion Ag+. Khi 

ngâm dây bạc vào thì sẽ xảy ra phản ứng: 

Ag S 4NH 2 Ag(NH ) S Nên kết tủa Ag2S bị hoà tan, bề mặt dây bạc lại trở nên sáng bóng. 

Áp dụng: GV có thể sử dụng vào bài Amoniac và muối amoni (lớp 11)

Câu 4:  Thành phần chính của thuốc chuột là chất gì? Nếu sau khi ăn

thuốc mà không có nước uống thì chuột chết nhanh hơn hay lâu hơn?

Trả lời: Thuốc chuột có thành phần chính là Zn3P2. Sau khi ăn, Zn3P2 bị thủy 

phân rất mạnh, tạo thành khí PH3 (photphin) rất độc. PTPƯ xảy ra: 

Trả  lời:  NH4HCO3  được  dùng  làm  bột  nở  vì  khi  trộn  thêm  vào  bột  mì,  lúc 

nướng  bánh  thì  NH4HCO3  sẽ  bị  phân  hủy  thành  các  chất  khí  và  hơi  nên  làm  cho 

bánh xốp và nở hơn. (NH4)2CO3 cũng bị phân hủy như NH4HCO3 

        NH4HCO3   NH3     +      CO2    +  H2O 

Và   (NH4)2CO3 2NH3   +      CO2    +  H2O 

Đều cho lượng CO2 như nhau nhưng người ta chỉ sử dụng NH4HCO3 làm bột nở vì 

(NH4)2CO3 phân hủy cho lượng NH3 nhiều hơn nên rất khó ngửi. 

Áp dụng: GV có thể sử dụng vào bài Amoniac và muối amoni (lớp 11)

Câu6: Diêm tiêu (KNO 3 ) dùng để ướp thịt muối có tác dụng làm cho thịt

giữ được màu sắc đỏ hồng vốn có Tuy nhiên, khi sử dụng các loại thịt được

ướp bằng diêm tiêu như xúc xích, lạp xường, không nên rán kĩ hoặc nướng ở

nhiệt độ cao Hãy nêu cơ sở khoa học của lời khuyên này

Áp dụng: GV có thể vận dụng vào bài Axit nitric và muối nitrat (lớp 11)

Câu7: Ure là loại hoá chất không được phép sử dụng bảo quản thực

phẩm như giữ cho tôm cá tươi lâu.Với hàm lượng nhỏ có thể gây ngộ độc thực

phẩm và nếu tích luỹ lâu ngây sẽ gây ra ung thư

a) Viết phương trình điều chế ure trong công nghiệp

b) Vì sao ure lại được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm?

Trả lời: a) Phản ứng hóa học điều chế ure trong công nghiệp 

NH3 +CO2   (NH2)2CO b) Khi hoà tan ure vào nước, nó thu một lượng nhiệt khá lớn vì vậy làm lạnh 

môi  trường  xung  quanh  (sự  hoà  tan  thu  nhiệt),  nhờ  vậy  ngăn  cản  khả  năng  hoạt 

động của vi sinh vật. Một số người buôn đã lợi dụng tính chất này để bảo quản thịt, 

cá được lâu nhưng rất độc. 

Câu8: Sau khi phân tích mẫu nước tại bãi chôn lấp rác thu được số liệu 

Các chỉ tiêu Kết quả phân tích Tiêu chuẩn cho phép

Hàm lượng NH 4 + (mg/l) 22,3 -200 1,0

Như vậy là hàm lượng amoni trong nước tại bãi rác quá cao so với tiêu

chuẩn cho phép nên cần được xử lí bằng cách chuyển ion amoni thành

amoniac rồi chuyển tiếp thành nitơ không độc thải ra môi trường

Viết các phương trình hóa học cho chuyển hoá nói trên. 

Trả lời:  Các phương trình chuyển hoá amoni thành nitơ 

Kiềm hoá bằng vôi tôi:    NH    OH           NH4   3   H O         2   

Oxi  hoá  NH3  bằng  oxi  không  khí:  NH    O               2N3 2  2  6H O      2       

Câu9: Để loại bỏ ion amoni trong nước thải, trước tiên người ta phải kiềm hoá

dung dịch nước thải bằng NaOH đến pH = 11 sau đó cho chảy từ trên xuống

trong một tháp được nạp đầy các vòng đệm bằng sứ, còn không khí được thổi

ngược từ dưới lên Phương pháp này loại bỏ được khoảng 95% lượng amoni

trong nước thải

a) Giải thích cách loại bỏ amoni nói trên Viết các PTHH xảy ra

b) Kết quả phân tích 2 mẫu nước thải được xác định như sau:

Mẫu nước thải Tiêu chuẩn hàm lượng

amoni cho phép (mg/l)

Hàm lượng amoni trong nước thải (mg/l)

Hai loại nước thải sau khi được xử lí theo phương pháp trên đã đạt tiêu

chuẩn thải ra môi trường chưa?

Câu10: Amoni được coi là độc tố đối với cá ở nồng độ rất nhỏ 0,01 mg/l,

từ 0,2 - 0,5 mg/l đã gây độc cấp tính Amoni là một hợp phần thường thấy

trong các loại thuốc tẩy rửa kính, nồng độ của nó thường khá cao Đối với các

mẫu amoni loãng, có thể xác định hàm lượng amoniac trong thuốc tẩy rửa

kính bằng cách chuẩn độ axit - bazơ

Phương pháp tiến hành chuẩn độ: Lấy một mẫu nước (100ml) chuẩn độ

bằng dd HCl 0,02 M với chỉ thị Bromcresol lục, mỗi lần chuẩn độ 20ml Kết

quả trung bình cho ta V HCl = 42,11 ml Tính lượng amoniac trong thuốc tẩy

kính Xác định xem nước đó có thể dùng trong sinh hoạt không? Biết tiêu

chuẩn cho phép của NH 3 trong nước là 0,5 mg/l

Một số câu hỏi rèn kĩ năng thực hành thí nghiệm: 

Câu1: Bình cầu chứa khí A được nút bằng nút cao su có ống thủy tinh

vuốt nhọn xuyên qua Nhúng đầu ống thủy tinh vào chậu chứa chất lỏng B,

thấy chất lỏng B phun vào bình cầu Hãy xác định khí A là khí nào trong số các

khí sau đây H 2 , N 2 , NH 3 , HCl, SO 2 , H 2 S, Cl 2 khi chất lỏng B là: 

Câu2: Thí nghiệm ở hình vẽ dưới đây chứng minh khả năng bốc cháy

khác nhau của P trắng và P đỏ Hãy quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra

trong thí nghiệm Viết PTHH của phản ứng xảy ra

Câu 3: Có 4 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm đựng một chất khí khác nhau

trong số các khí sau: HCl, NH 3 , N 2 , SO 2 Các ống nghiệm được úp ngược trên

b Thêm vài giọt dung dịch NaOH vào chậu B nhận thấy mực nước

trong ống nghiệm B dâng cao hơn Giải thích?

c Nếu thay nước trong chậu B bằng dung dịch Br 2 thì mực nước trong

ống nghiệm sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích?

D Câu hỏi như câu c nhưng thay nước bằng dung dịch Br 2 trong dung

d. SO2  không  phản ứng  với Br2  trong  dung  môi  CCl4    nên  mực  nước trong 

ống không dâng lên. 

Câu4: Một bình chứa hỗn hợp N 2 , O 2 , CO, CO 2 và hơi nước Hãy thiết

kế dụng cụ và chọn hoá chất để thu được khí N 2 tinh khiết Biết trong phòng

thí nghiệm có các dụng cụ: ống dẫn khí, giá sắt, nút cao su, đèn cồn, ồng hình

trụ, bình thủy tinh, bông thủy tinh và các hoá chất: dung dịch NaOH, H 2 SO 4

đặc, bột Cu, bột CuO Vẽ hình minh hoạ và viết PTHH xảy ra. 

Trả lời: Sơ đồ 

      bông thuỷ tinh      CuO 

hh khí       Cu bột      N2       -       

  Cu + CO2 

CO2 + NaOH Na2CO3 + H2O 

Câu5: Trong phòng thí nghiệm amoniac được điều chế từ 2 phần muối

amoni trộn 1 phần CaO và nung hỗn hợp Bộ dụng cụ được sử dụng như hình

2 Nếu thay CaO bằng NaOH rắn có được không?

3 Vì sao ống nghiệm thu NH 3 lại phải úp ngược?

4 Ống nghiệm đun hỗn hợp phải lắp miệng hơi chúc xuống?

Viết phương trình hoá học điều chế

Trả lời: 

1.  CaO  có  tác  dụng  hút  nước  và  tác  dụng  với  HCl  tạo  ra  khi  nhiệt  phân 

không để kết hợp với NH3 tạo NH4Cl ngược lại 

2.  Không  thay  bằng  NaOH  vì  NaOH  cũng  tác  dụng  được  với  HCl  nhưng 

Câu6: Khi đặt vào 2 đầu ống hình trụ 2 nút bông tẩm NH 3 đặc và HCl

đặc Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích bằng phương trình hoá học

       Bông tẩm NH3       Bông tẩm HCl      

a Phân tích chỗ chưa đúng trong hình vẽ và nêu cách tiến hành thí nghiệm

b Cho biết hiện tượng xảy ra và giải thích